[发明专利]基于多色集合层次结构的改进GA求解柔性车间调度的方法

权利要求书

1.一种基于多色集合层次结构的改进GA求解柔性车间调度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）建立柔性车间调度问题的数学模型；

2）建立基于PST层次结构的车间调度约束模型；

3）根据工序-基准，基准-设备编号，设备编号-资产编号围道布尔矩阵，生成工艺-设备实数围道矩阵，进而产生遗传隐性编码序列表，列标对应机床编码，行标对应隐性基因位；其中，表中内容为工序的加工时间，隐性基因码位对应工件的工序编号，通过搜索相应的工序-基准，基准-设备编号，设备编号-资产编号围道布尔矩阵，从而找到对应于特定工序的机床编码，再根据机床的可用性特征，选择相应的机床编码作为染色体的显性编码。

2.根据权利要求1所述的基于多色集合层次结构的改进GA求解柔性车间调度的方法，其特征在于：所述的步骤1）中，建立柔性车间调度问题的数学模型的具体方法为：

FJSP能够被描述为，假设M为加工设备的数量，N为待加工工件数量，P为工序数，I为所有设备的集合；I_eg代表工件e的第g道工序的可用设备集合，J_e为工件e的工序数；X为所有工件的加工次序，S_egk表示工件e的第g道工序在设备k上加工的开始时间；E_egk为工件e的第g道工序在设备k上的加工结束时间；T_egk为工件e的第g道工序在设备k上的持续加工时间，且k∈I_eg则有E_egk=S_egk＋T_egk；E_p表示最后工序的完工时间；MS表示所有工件的最后完工时间；

当工件i的第j道工序和工件e的第g道工序在同一台设备上执行，若工序j先于工序g加工时，Q_ijeg=1，否则Q_ijeg=0；若工件e的第g道工序在机床k上加工，则X_egk=1，否则X_egk=0；

若某FJSP共有S种可能的加工顺序，要求总的作业时间最短的加工排序，先求取每个加工顺序x(x∈{1,...,S})对应的作业时间；显然，顺序x中最后加工工序的完工时间即所有工件的最后完工时间，则有

MS=E_p           （1）

目标函数F(x)为

F(x)=min(MS_x)=min（(E_p)_x）        （2）

X=1，…，S

S.T.S_egk－E_e(g－1)n≥0

e=1，…，N;g=1，…，J_e;X_egk=1，X_e(g－1)n=1       （3）

S_egk－E_igk≥0

e=1，…，N;g=1，…，J_e;X_ijk=1，X_egk=1，Q_ijeg=1    （4）。

3.根据权利要求1所述的基于多色集合层次结构的改进GA求解柔性车间调度的方法，其特征在于：所述的步骤2）中，车间调度约束模型的约束关系为：

首先设置设备基准，每个设备基准包含相似工艺的几种设备型号，每个设备型号又包含几台该种型号的具体设备，每台具体设备又与对应的资产编号相对应，而工序最终要在具体设备上来完成加工，因此就可以通过工序与基准的约束关系，设备基准与设备型号的约束关系，设备型号与资产编号的约束关系，间接地建立工序与具体设备的约束关系，从而实现将庞大的工序机床围道矩阵分割为小的关系矩阵，以降低矩阵的规模和数据量，提高算法的求解速度。